Устройство для обеззараживания и очистки воды
Полезная модель относится к области обеззараживания и очистки промышленных и бытовых сточных вод и вод плавательных бассейнов. Устройство содержит камеру с установленными в ней верхним и нижним электродами, диэлектрическую мембрану с отверстиями, расположенную между электродами, причем, для исключения протекания воды через диэлектрическую мембрану, патрубки подвода и вывода воды расположены под мембраной на противоположных сторонах камеры, камера снабжена автоматическим выпускным воздушным клапаном, расположенным в верхней ее части. Полезная модель позволяет повысить эффективность обеззараживания и очистки воды на 40-50%, повысить надежность работы устройства, поскольку отсутствует перетекание воды через диэлектрическую мембрану и уменьшается засорение отверстий, снизить напряжение зажигания диафрагменного электрического разряда с 900 B до 400 B, снизить рабочие токи устройства более чем в 2 раза и уменьшить потребление электрической энергии.
Полезная модель относится к области обеззараживания и очистки промышленных и бытовых сточных вод, может быть использована для очистки и обеззараживания вод плавательных бассейнов.
Из существующего уровня техники известно устройство для очистки воды (см. пат. РФ 
2295499, МПК C02F 1/467, опубл. 10.03.2007), содержащее камеру, снабженную диэлектрической мембраной с отверстиями, расположенной между верхним электродом, выполненным в виде пластины с закрепленными на ней металлическими изолированными стержнями, заостренными с торца, и нижним электродом, выполненным в виде металлической пластины, при этом обработку электрическими разрядами осуществляют при напряжении 700-900 В, частотой 50 Гц, подаваемом на верхний и нижний электроды.
Недостатками этого устройства являются недостаточно высокая эффективность обеззараживания и очистки, низкая надежность работы из-за быстрого износа верхнего электрода и высокого засорения отверстий диэлектрической мембраны, высокое напряжение зажигания диафрагменного электрического разряда, высокие рабочие токи устройства и повышенный расход потребляемой электроэнергии.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является устройство (см. пат. РФ 2381997, МПК C02F 1/467, опубл. 20.02.2010), которое содержит камеру с установленными в ней верхним и нижним электродами, выполненными в виде металлической пластины с отверстиями, диэлектрическую мембрану с отверстиями, расположенную между электродами, причем верхний электрод выполнен в виде металлических пластин, соединенных между собой, расположенных параллельно друг другу и установленных на диэлектрической мембране между рядами отверстий.
Недостатком этого устройства является недостаточно надежная работы из-за высокого засорения отверстий диэлектрической мембраны, недостаточно высокая эффективность обеззараживания и очистки вод, высокое напряжение зажигания диафрагменного электрического разряда, высокие рабочие токи устройства и повышенный удельный расход потребляемой электроэнергии: 0,2-0,4 кВт·ч/м 3 обрабатываемой воды.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение эффективности и надежности обеззараживания и очистки вод и снижение затрат на электропотребление до 0,1-0,2 кВт·ч/м3 обрабатываемой воды за счет понижения напряжения зажигания диафрагменного электрического разряда с 900 B до 400 B, снижения рабочих токов установки более чем в 2 раза, повышения эффективности генерации перекиси водорода H2O2 с 0,8 г/кВт·ч до 1,3 г/кВт·ч в сравнении с прототипом (пат. РФ 2381997).
Результат достигается тем, что устройство для обеззараживания и очистки воды, содержащее камеру с установленными в ней верхним и нижним электродами, диэлектрическую мембрану с отверстиями, расположенную между электродами, отличается тем, что камера снабжена автоматическим выпускным воздушным клапаном, установленным в верхней ее части, а патрубки подвода и вывода воды расположены под диэлектрической мембраной на противоположных сторонах камеры.
Сущность технического решения в том, что во время работы устройства температура воды в верхней части камеры в рабочем режиме повышается до 80-90°C из-за наличия в нижней части камеры входного и выходного патрубков и автоматического выпускного воздушного клапана в верхней части камеры. Это позволяет изменить принцип обработки воды, из-за того, что обрабатываемая вода не протекает через отверстия диэлектрической мембраны и не смываются предразрядные продукты, необходимые для образования разряда.
Предложенное устройство позволяет:
- снизить напряжение зажигания диафрагменного электрического разряда с 900 B до 400 B, снизить более чем в 2 раза рабочие токи за счет отсутствия перетекания воды из верхней части камеры в нижнюю;
- повысить надежность работы устройства и эффективность обеззараживания и очистки воды, за счет того, что обрабатываемая вода в рабочем режиме протекает только в нижней части камеры и отсутствует перетекание воды из одной части в другую, а в верхней части камеры она остается неподвижной и нагревается до температуры 80-90°C, что также позволяет увеличить интенсивность разряда. В результате этого эффективность обеззараживания и очистки воды повышается на 40-50%, повышается удельное количество сгенерированной перекиси водорода H2O2 до 1,3 г/кВт·ч, снижается удельное электропотребление до 0,1-0,2 кВт·ч/м 3 обрабатываемой воды.
Предлагаемое устройство для обеззараживания и очистки вод изображено на фиг.1.
Устройство содержит нижнюю 1 и верхнюю 2 части камеры, диэлектрическую мембрану 3, отверстия в мембране 4, патрубок подвода воды 5 и вывода воды 6, верхние патрубки 7 и 8, предназначенные для промывания верхней части камеры, задвижки 9, 10, 11, 12 (11 и 12 в рабочем положении закрыты), нижний 13 и верхний 14 металлические электроды, источник питания переменного синусоидального напряжения 400-600 B частотой 50 Гц 15, автоматический выпускной воздушный клапан 16.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Необработанная вода подается на обеззараживание и очищение через патрубок подачи воды 5 в камеру. На верхний 14 и нижний 13 металлические электроды подается от источника питания 15 переменное напряжение от 400 до 600 B с частотой 50 Гц. Диафрагменный электрический разряд образуется в отверстиях 4 диэлектрической мембраны 3 за счет прохождения через них тока, нагревания, вскипания воды и образования воздушных пузырей и их пробоя под действием приложенного по обе стороны диэлектрической мембраны напряжения. В результате разряда образуются обеззараживающие и очищающие продукты, которые непосредственно перемешиваются с обрабатываемой водой. Очищенная и обеззараженная вода вытекает из патрубка вывода воды 6. Вода в верхней части камеры 2 находится в неподвижном состоянии и в процессе работы устройства нагревается до температуры 80-90°C. Высокая температуры воды в верхней части камеры существенно усиливает образование пузырьков воздуха в отверстиях диэлектрической мембраны и увеличивает интенсивность разряда, повышая эффективность обработки воды заявленным устройством на 40-50%. Задвижки 9 и 10 в рабочем режиме находятся в открытом положении, задвижки 11 и 12 в закрытом, их открытие необходимо для промывания верхней части камеры. Через выпускной автоматический воздушный клапан 16 выходят летучие продукты разряда, образующийся в результате появления паровоздушных пузырьков в отверстиях диэлектрической мембраны. Продуктивность устройства по генерации перекиси водорода составляет 1,3 г/кВт·ч, удельное потребление электроэнергии 0,1-0,2 кВт·ч/м3 обрабатываемой воды.
Устройство для обеззараживания и очистки воды, содержащее камеру с установленными в ней верхним и нижним электродами, диэлектрическую мембрану с отверстиями, расположенную между электродами, отличающееся тем, что камера снабжена автоматическим выпускным воздушным клапаном, установленным в верхней ее части, а патрубки подвода и вывода воды расположены под диэлектрической мембраной на противоположных сторонах камеры.
